(57)【要約】【課題】作動油がステータから剥離する部分での渦の発生を抑制し、タービンからインペラーに効率よく作動油が流れるようにして容量係数を増加させる。【解決手段】このトルクコンバータのステータは、トルクコンバータのタービンからインペラーに戻る作動油の流れを整流するものであり、環状のステータシェル２５と、環状のステータシェル２６から放射状に延びるように配置され作動油出口側の端縁が波形状に形成された複数のステータブレード２６と、ステータブレード２６の外周側に配置された環状のステータコア２７と、を備えている。【選択図】図２
2010190273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータのタービンからインペラーに戻る作動油の流れを整流するためのステータであって、
環状のシェルと、
前記環状のシェルから放射状に延びるように配置され、作動油出口側の端縁が波形状に形成された複数のブレードと、
前記ブレードの外周側に配置された環状のコアと、
を備えたトルクコンバータのステータ。
【請求項２】
前記複数のブレードのそれぞれは、作動油出口側の端縁において、シェル側端とコア側端とを結ぶ直線に対してブレード幅方向に凹む複数の凹部が形成されている、請求項１に記載のトルクコンバータのステータ。
【請求項３】
前記複数のブレードのそれぞれは、作動油出口側の端縁において、シェル側端とコア側端とを結ぶ直線に対してブレード幅方向に突出する複数の凸部が形成されている、請求項１に記載のトルクコンバータのステータ。
【請求項４】
前記複数のブレードの波形状は、径方向の全幅Ｈに対する凹凸の全高さｈの比が３％以上２０％以下である、請求項１から３のいずれかに記載のトルクコンバータのステータ。
【請求項５】
エンジンからのトルクを流体によってトランスミッション側に伝達するためのトルクコンバータであって、
前記エンジンからのトルクが入力されるインペラーと、
前記インペラーに対向して配置され、前記トランスミッションにトルクを出力可能なタービンと、
前記インペラーと前記タービンとの間の内周側に配置された請求項１から４のいずれかに記載のステータと、
を備えたトルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ、特に、トルクコンバータのタービンからインペラーに戻る作動油の流れを整流するためのステータに関する。また、本発明は、トルクコンバータ、特に、エンジンからのトルクを流体によってトランスミッション側に伝達するためのトルクコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクコンバータは、フロントカバーと、インペラーと、タービンと、ステータと、を備えている。エンジンからのトルクはフロントカバーに伝達され、その後フロントカバーに伝達されたトルクはインペラーに伝達される。インペラーに動力が伝達されるとインペラーが回転して作動油がタービン側に移動し、タービン側に移動した作動油によってタービンが回転させられる。このとき、タービンからトランスミッション側のシャフトにトルクが伝達され、トランスミッション側のシャフトが回転させられる。そして、タービン側の作動油はステータを介してインペラー側に戻される。
【０００３】
ここで、ステータは、タービンからインペラーに戻る作動油の流れを整流するための機構であり、インペラーの内周部とタービン内周部との間に配置されている。ステータは、主に、環状のステータシェルと、シェルの外周面に設けられた複数のステータブレードと、複数のステータブレードの先端に固定された環状のステータコアとから構成されている。ステータシェルはワンウェイクラッチを介して固定シャフトに支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５５７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示されるような従来のトルクコンバータにおけるステータ近傍の流体の流れに着目すると、ステータのブレードにおける流体出口付近では、作動油がブレードから剥離する。このとき、ブレードの下流側（インペラー側）において渦が発生する。このように渦が発生すると、作動油によるトルク伝達容量の損失が大きくなり、トルクコンバータの容量係数が小さくなってトルク伝達の効率が悪くなる。
【０００６】
本発明の課題は、作動油がステータから剥離する部分での渦の発生を抑制し、タービンからインペラーに効率よく作動油が流れるようにして容量係数を増加させることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係るトルクコンバータのステータは、トルクコンバータのタービンからインペラーに戻る作動油の流れを整流するものであり、環状のシェルと、環状のシェルから放射状に延びるように配置され作動油出口側の端縁が波形状に形成された複数のブレードと、ブレードの外周側に配置された環状のコアと、を備えている。
【０００８】
ここでは、ブレードの出口側の端縁が波形状に形成されているので、ブレード出口側における作動油の速度が不均一になる。このため、従来のように大きな渦が発生するのではなく、比較的小さい多数の渦が発生し、しかもこの多数の渦が互いにその渦を打ち消し合うように作用する。このため、渦の発生による効率の低下を抑制することができる。
【０００９】
請求項２に係るトルクコンバータのステータは、請求項１のステータにおいて、複数のブレードのそれぞれは、作動油出口側の端縁において、シェル側端とコア側端とを結ぶ直線に対してブレード幅方向に凹む複数の凹部が形成されている。この場合も、請求項１と同様の作用効果が得られる。
【００１０】
請求項３に係るトルクコンバータのステータは、請求項１のステータにおいて、複数のブレードのそれぞれは、作動油出口側の端縁において、シェル側端とコア側端とを結ぶ直線に対してブレード幅方向に突出する複数の凸部が形成されている。この場合も、請求項１と同様の作用効果が得られる。
【００１１】
請求項４に係るトルクコンバータのステータは、請求項１から３のいずれかのステータにおいて、複数のブレードの波形状は、径方向の全幅Ｈに対する凹凸の全高さｈの比が３％以上２０％以下である。
【００１２】
請求項５に係るトルクコンバータは、エンジンからのトルクを流体によってトランスミッション側に伝達するためのトルクコンバータであって、エンジンからのトルクが入力されるインペラーと、インペラーに対向して配置されトランスミッションにトルクを出力可能なタービンと、インペラーとタービンとの間の内周側に配置された請求項１から４のいずれかに記載のステータと、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
以上のような本発明によれば、作動油がステータから剥離する部分での、特に大きな渦の発生が抑制され、容量係数を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態としてのトルクコンバータの縦断面概略図。
【図２】ステータの正面部分図。
【図３】ステータの外観斜視部分図。
【図４】本実施形態のステータブレードを用いたトルクコンバータと従来のトルクコンバータの特性の比較を示す図。
【図５】本発明の他の実施形態によるステータブレードを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［トルクコンバータの基本構造］
図１は本発明の一実施形態が採用されたトルクコンバータ１の縦断面概略図である。トルクコンバータ１は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）からトランスミッションの入力シャフト（図示せず）にトルクの伝達を行うための装置である。図１の左側に図示しないエンジンが配置され、図１の右側に図示しないトランスミッションが配置されている。図１に示すＯ−Ｏ線がトルクコンバータ１の回転軸である。
【００１６】
トルクコンバータ１は、３種の羽根車（インペラー２、タービン３、ステータ４）からなるトーラス５と、ロックアップ装置６とから構成されている。
【００１７】
フロントカバー１０は、円板状の部材であり、エンジンのクランクシャフト先端に近接して配置されている。フロントカバー１０の内周部にはセンターボス１１が溶接により固定されている。フロントカバー１０の外周側かつエンジン側には、円周方向に等間隔で複数のナット１２が固定されている。
【００１８】
フロントカバー１０の外周部には、軸方向トランスミッション側に延びる外周筒状部１３が形成されている。この外周筒状部１３の先端にインペラー２のインペラーシェル１５の外周縁が溶接により固定されている。この結果フロントカバー１０とインペラー２が、内部に作動油（流体）が充填された流体室を形成している。
【００１９】
インペラー２は、主に、インペラーシェル１５と、インペラーシェル１５の内側に固定された複数のインペラーブレード１６と、インペラーシェル１５の内周部に固定されたインペラーハブ１７とから構成されている。複数のインペラーブレード１６の内側には、環状のインペラーコア１８が固定されている。インペラーブレード１６の円の中心部分は半月状になっており、インペラーコア１８はそれに沿った断面形状を有している。
【００２０】
タービン３は流体室内でインペラー２に軸方向に対向して配置されている。タービン３は、タービンシェル２０と、タービンブレード２１と、タービンコア２２と、タービンハブ２３と、を有している。タービンシェル２０は、環状の部材であって、内周側がタービンハブ２３に溶接により固定されている。タービンブレード２１は、タービンシェル２１の内部に固定される部材であって、周方向に並べて複数配置されている。タービンコア２２は、タービンブレード２１の先端に設けられた部分である。タービンハブ２３は、トランスミッション側のシャフトに相対回転不能に取り付けられる部分であって、筒状部２３ａと、円板状のフランジ２３ｂとを備えている。筒状部２３ａはトランスミッション側のシャフトの外周側に配置され、フランジ２３ｂは、筒状部２３ａの軸方向ほぼ中央から外周側に向かって突出している。
【００２１】
ステータ４は、タービン３からインペラー２に戻る作動油の流れを整流するための機構である。ステータ４は、樹脂やアルミ合金等で鋳造により形成された一体の部材である。ステータ４はインペラー２の内周部とタービン３の内周部との間に配置されている。ステータ４は、主に、環状のステータシェル２５と、ステータシェル２５の外周面に設けられた複数のステータブレード２６と、複数のステータブレード２６の先端に固定された環状のステータコア２７とから構成されている。ステータシェル２５はワンウェイクラッチ３０を介して図示しない固定シャフトに支持されている。また、ワンウェイクラッチ３０の軸方向エンジン側にはリテーナ３１が配置されている。リテーナ３１は、ワンウェイクラッチ３０とタービンハブ２３のフランジ２３ｂとの間に配置されており、ワンウェイクラッチ３０を保持している。また、リテーナ３１のフランジ２３ｂとの接触面には、半径方向に延びる複数の溝が形成されており、作動油が内周側から外周側に流通可能となっている。
【００２２】
インペラーハブ１７とステータシェル２５との間には、スラストベアリング３２が配置されている。また、ワンウェイクラッチ３０の内輪とタービンハブ２３の筒状部２３ａの外周部との間には、シール部材３３が配置されている。
【００２３】
［ステータブレード］
次にステータブレード２６について、図２〜図４を用いて詳細に説明する。ステータブレード２６は、図２で一部を拡大して示すように、ステータシェル２５とステータコア２７とを結ぶ所定の幅を有するプレート状の部分である。ステータブレード２６は入り口側の端縁と出口側の端縁とを有しており、入り口側の端縁は、シェル側端部Ｓ１とコア側端部Ｃ１とを直線で結ぶように形成されている。一方、出口側の端縁は、シェル側端部Ｓ２とコア側端部Ｃ２とが直線Ｍでは結ばれておらず、直線Ｍに対して幅方向において内側（入り口側）に凹む３つの凹部２６ａが形成されている。この凹部２６ａは、円弧状に凹むように形成されている。換言すれば、ステータブレード２６の出口側の端縁には、作動油の流れる方向に向かって先細に形成された２つの凸部２６ｂが形成されている。このように、出口側の端縁はブレード幅方向において凹凸を有する波形状に形成されている。
【００２４】
ここで、これらの凹凸部２６ａ，２６ｂは、製造上の誤差で形成される程度のものではなく、積極的に凹凸を形成したものである。ここで、図２におけるＳ２からＣ２を結んだ直線の長さ（径方向の全幅）Ｈに対して、凹部２６ａの長さ（凸部２６ｂの高さ）ｈは、３％以上２０％以下が好ましい。
【００２５】
［ロックアップ装置］
次に、ロックアップ装置６について説明する。ロックアップ装置６は、主に、ピストン４０とダンパー機構４１とから構成されている。
【００２６】
ピストン４０はフロントカバー１０とタービン３との間に配置された円板状の部材である。ピストン４０の内周部には軸方向トランスミッション側に延びる内周筒状部４２が形成されている。内周筒状部４２はタービンハブ２３の外周面に相対回転及び軸方向に移動可能に支持されている。なお、内周筒状部４２の軸方向トランスミッション側端部はタービンハブ２３のフランジ２３ｂに当接することで軸方向トランスミッション側への移動は所定位置までに制限されている。タービンハブ２３の外周面にはシールリング４３が配置され、シールリング４３はピストン４０の内周部において軸方向の空間を互いにシールしている。
【００２７】
ピストン４０の外周部はクラッチ連結部として機能している。すなわち、ピストン４０の外周部のエンジン側には、環状の摩擦フェーシング４５が固定されている。摩擦フェーシング４５は、フロントカバー１０の外周部内側面に形成された環状でかつ平坦な摩擦面に対向している。
【００２８】
ダンパー機構４１は、リティーニングプレート４６と、ドリブンプレート４７と、複数のトーションスプリング４８とから構成されている。リティーニングプレート４６は、ピストン４０の外周部のタービン３側に、複数のリベット４９により固定されている。リティーニングプレート４６は、トーションスプリング４８を収納及び支持するための切り起こし部を有している。複数のトーションスプリング４８は、円周方向に延びるコイルスプリングであり、リティーニングプレート４６内に収納されて円周方向両端を支持されている。ドリブンプレート４７は、タービン３のタービンシェル２０の外周側に固定された環状のプレートである。ドリブンプレート４７はフロントカバー１０側に延びトーションスプリング４８の円周方向両端に係合する突起爪４７ａを有している。
【００２９】
［動作］
図示しないエンジンのクランクシャフトからフロントカバー１０及びインペラー２にトルクが伝達される。インペラー２のインペラーブレード１６により駆動された作動油は、タービン３を回転させる。このタービン３の回転はタービンハブ２３を介して図示しないトランスミッション側の入力シャフトに出力される。タービン３からインペラー２へと流れる作動油は、ステータ４のステータシェル２５とステータコア２７により決められた通路を通ってインペラー２側へと流れる。
【００３０】
ここで、ステータ４を通過する作動油は、ステータブレード２６によってその流れが規制され、ステータブレード２６の出口側の端縁でステータブレード２６から剥離する。このとき、ステータブレード２６の出口側の端縁には、複数の凹凸が形成されて波形状であるので、出口側の端縁からインペラー２側に流れる作動油の流速は均一ではなく、波形状の凹凸に応じて変化している。このため、従来のステータブレードにおいて生じていた大きな渦が発生しにくく、比較的小さい渦が不規則に発生することになり、結果的にこれらの渦が互いに打ち消し合うことになる。
【００３１】
このように、ステータブレード２６の出口側端縁が波形状に形成されていることにより、渦の発生が抑えられ、容量係数の落ち込みを抑えることができる。図４に、従来のステータブレードを用いたトルクコンバータと本実施形態のステータブレード２６を用いたトルクコンバータの特性の比較を示している。なお、図４において、実線で示す特性が本実施形態の特性であり、破線で示す特性が従来のトルクコンバータの特性である。より具体的には、本実施形態の容量係数は特性Ｃｃ１、トルク比は特性Ｔ１、トルク伝達効率は特性η１であり、従来の容量係数は特性Ｃｃ２、トルク比は特性Ｔ２、トルク伝達効率は特性η２である。
【００３２】
この図４から明らかなように、本実施形態のステータブレード２６を用いたトルクコンバータでは、効率をほぼ従来と同様に維持しながら、容量係数を増加させることができることがわかる。
【００３３】
なお、フロントカバー１０とピストン４０との間の空間の作動油が内周側からドレンされると、油圧差によってピストン４０がフロントカバー１０側に移動し、摩擦フェーシング４５がフロントカバー１０の摩擦面に押しつけられる。この結果、フロントカバー１０からロックアップ装置６を介してタービンハブ２３にトルクが直接伝達される。
【００３４】
［他の実施形態］
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
【００３５】
図５にステータブレードの他の実施形態を示す。ここでは、ステータブレード２６’は、出口側の端縁において、シェル側端部Ｓ２とコア側端部Ｃ２とを結ぶ直線Ｍに対して、幅方向において外側に突出する複数の凸部２６ｂ’を有している。この凸部２６ｂ’は、作動油の流れる方向に向かって先細に形成されており、それらの間には凹部２６ａ’が形成されており、全体として波形となっている。
【符号の説明】
【００３６】
１  トルクコンバータ
２  インペラー
３  タービン
４  ステータ
２５  ステータシェル
２６  ステータブレード
２６ａ  凹部
２６ｂ  凸部
２７  スタータコア
【図１】
2010190273.tif 000003
【図２】
2010190273.tif 000004
【図３】
2010190273.tif 000005
【図４】
2010190273.tif 000006
【図５】
2010190273.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月24日(2010.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータのタービンからインペラーに戻る作動油の流れを整流するためのステータであって、
環状のシェルと、
前記環状のシェルから放射状に延びるように配置され、作動油出口側の端縁において、作動油入口側と出口側とを結ぶ直線と平行な向きのブレード幅方向に凹むあるいは突出する複数の凹凸が形成された複数のブレード
前記ブレードの外周側に配置された環状のコアと、
を備えたトルクコンバータのステータ。
【請求項２】
前記複数のブレードのそれぞれは、作動油出口側の端縁において、シェル側端とコア側端とを結ぶ直線に対して前記ブレード幅方向に凹む複数の凹部が形成されている、請求項１に記載のトルクコンバータのステータ。
【請求項３】
前記複数のブレードのそれぞれは、作動油出口側の端縁において、シェル側端とコア側端とを結ぶ直線に対して前記ブレード幅方向に突出する複数の凸部が形成されている、請求項１に記載のトルクコンバータのステータ。
【請求項４】
前記複数のブレードの波形状は、径方向の全幅Ｈに対する凹凸の全高さｈの比が３％以上２０％以下である、請求項１から３のいずれかに記載のトルクコンバータのステータ。
【請求項５】
エンジンからのトルクを流体によってトランスミッション側に伝達するためのトルクコンバータであって、
前記エンジンからのトルクが入力されるインペラーと、
前記インペラーに対向して配置され、前記トランスミッションにトルクを出力可能なタービンと、
前記インペラーと前記タービンとの間の内周側に配置された請求項１から４のいずれかに記載のステータと、
を備えたトルクコンバータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項１に係るトルクコンバータのステータは、トルクコンバータのタービンからインペラーに戻る作動油の流れを整流するものであり、環状のシェルと、複数のブレードと、ブレードの外周側に配置された環状のコアと、を備えている。複数のブレードは、作動油出口側の端縁において、作動油入口側と出口側とを結ぶ直線と平行な向きのブレード幅方向に凹むあるいは突出する複数の凹凸が形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
ここでは、ブレードの出口側の端縁に、ブレード幅方向に凹むあるいは突出する複数の凹凸部が形成されているので、ブレード出口側における作動油の速度が不均一になる。このため、従来のように大きな渦が発生するのではなく、比較的小さい多数の渦が発生し、しかもこの多数の渦が互いにその渦を打ち消し合うように作用する。このため、渦の発生による効率の低下を抑制することができる。